Un método sin malla basado en la transformada de Laplace para la ecuación diferencial parcial integrofraccional de múltiples términos en el tiempo en 2D
Autores: , Kamran; Shah, Zahir; Kumam, Poom; Alreshidi, Nasser Aedh
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Un método sin malla basado en la transformada de Laplace para la ecuación diferencial parcial integrofraccional de múltiples términos en el tiempo en 2D
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Transformación
Método sin malla
Transformada de Laplace
Discretización espacial
Integral de contorno
Convergencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, proponemos un método de malla localizada basado en transformadas para aproximar la solución de la ecuación diferencial-integral parcial de múltiples términos en 2D que involucra la derivada fraccional en el sentido de Caputo con un núcleo débilmente singular. El propósito de acoplar el método de malla localizada con la transformada de Laplace es evitar el procedimiento de pasos temporales al eliminar la variable de tiempo. Luego, utilizamos el método de malla local para la discretización espacial. La solución del problema original se obtiene como una integral de contorno en el plano complejo. En la literatura, hay disponibles numerosos contornos; en nuestro trabajo, utilizaremos el contorno mejorado de Talbot introducido recientemente. Aproximamos la integral de contorno utilizando la regla del punto medio. Se derivan los límites de estabilidad para la matriz de diferenciación del esquema, y se discute la convergencia. La precisión, eficiencia y estabilidad del esquema se validan mediante experimentos numéricos.
Descripción
En este artículo, proponemos un método de malla localizada basado en transformadas para aproximar la solución de la ecuación diferencial-integral parcial de múltiples términos en 2D que involucra la derivada fraccional en el sentido de Caputo con un núcleo débilmente singular. El propósito de acoplar el método de malla localizada con la transformada de Laplace es evitar el procedimiento de pasos temporales al eliminar la variable de tiempo. Luego, utilizamos el método de malla local para la discretización espacial. La solución del problema original se obtiene como una integral de contorno en el plano complejo. En la literatura, hay disponibles numerosos contornos; en nuestro trabajo, utilizaremos el contorno mejorado de Talbot introducido recientemente. Aproximamos la integral de contorno utilizando la regla del punto medio. Se derivan los límites de estabilidad para la matriz de diferenciación del esquema, y se discute la convergencia. La precisión, eficiencia y estabilidad del esquema se validan mediante experimentos numéricos.